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齿轮箱箱体铸件制作工艺

阅读：1017发布：2020-09-02

IPRDB可以提供齿轮箱箱体铸件制作工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种齿轮箱箱体铸件制作工艺，属于金属铸造技术领域，包括：步骤S1，砂芯制作，采用耐火泥覆膜砂结合砂芯盒模具制作齿轮箱箱体的砂芯，烘烤待用；步骤S2，浇注液制作，采用的铸造合金材料为ZAlSi7MgA；步骤S3，铸模处理，所述铸模处理是将铸造外模进行预热；将所述步骤S1制得的砂芯装配于所述铸模内腔形成浇铸模型；步骤S4，合箱浇注，将所述步骤S2中制得的浇注液浇入到步骤S3中制得的浇铸模型中；步骤S5，开箱铸件清理，包括切割、粗磨和精磨。本发明通过合理设计的工艺参数，使铸件组织致密，减少铸件针孔的产生。，下面是齿轮箱箱体铸件制作工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，包括：

步骤S1，砂芯制作，采用耐火泥覆膜砂结合砂芯盒模具制作齿轮箱箱体的砂芯，烘烤待用；

步骤S2，浇注液制作，采用的铸造合金材料为ZAlSi7MgA；

步骤S3，铸模处理，所述铸模处理是将铸造外模进行预热，所述预热温度控制在250～

280℃范围内；将所述步骤S1制得的砂芯装配于所述铸模内腔形成浇铸模型；

步骤S4，合箱浇注，将所述步骤S2中制得的浇注液浇入到步骤S3中制得的浇铸模型中，控制浇注温度为710～730℃，浇注速度为0.6～0.8m/s；

步骤S5，开箱铸件清理，包括切割、粗磨和精磨。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述ZAlSi7MgA的成分及质量配比为：Si：6.5～7.5％、Mg：0.25～0.45％、Ti：0.08～0.2％，其余为Al；熔炼温度为730～750℃。

3.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S2中浇注液制作还包括变质处理；

所述变质处理是在铸造合金材料熔炼后加入稀土Re-Al变质剂在温度为730～750℃的条件，并通过注入氩气进行均匀搅拌，实施变质处理。

4.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S1的砂芯制作中包括如下步骤：步骤S11,制作热芯盒；

步骤S12,在所述热芯盒内壁相应部位上钻孔，并且在钻孔中镶嵌耐高温磁铁；

步骤S13,在射芯机上安装所述热芯盒，并且通过加热机构对所述热芯盒进行加热；

步骤S14,在所述耐高温磁铁部位安放冷铁，所述冷铁随所述热芯盒的加热而升温；

步骤S15,射入覆膜砂并高温烘烤；其中烘烤时间为3min，烘烤温度控制在220～250℃范围内；

步骤S16,砂芯成型，打开所述热芯盒取出所述砂芯。

5.根据权利要求4所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S1的砂芯制作中还包括将所述步骤S16中取出的砂芯进行涂料浸润，并将涂料浸润后的砂芯进行烘烤处理；其中烘烤时间为60min，烘烤温度控制在150～170℃范围内。

6.根据权利要求5所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述涂料浸润采用的涂料为金属型永久性HP系列涂料。

7.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S3的铸模处理中还包括在所述砂芯装配前对铸模内腔的涂料喷涂处理。

8.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述浇铸模型顶部设置有1个浇口和2个冒口。

9.根据权利要求8所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S4的合箱浇注中将所述浇铸模型设置在翻转装置上，利用手动或电动或液压装置驱动水平设置的所述翻转装置，使其旋转90°，所述翻转装置以及所述浇铸模型会竖立起来，竖立翻转后，所述浇口和所述冒口垂直向上，在所述浇口上设置浇口盆。

10.根据权利要求1所述的齿轮箱箱体铸件制作工艺，其特征在于，所述步骤S5中的切割包括切割齿轮箱箱体铸件的冒口和齿轮箱箱体铸件的边缘多余的棱角，且在切割过程中，切割片距离齿轮箱箱体铸件1～2mm处；

所述粗磨包括处理齿轮箱箱体铸件四周的芯头披缝和冒口边缘；以及精磨采用小磨光机对齿轮箱箱体铸件的芯头披缝处进行精磨，同时对齿轮箱箱体铸件表面和内腔的粘砂、结疤，飞边、毛刺进行处理。

说明书全文

齿轮箱箱体铸件制作工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及金属铸造技术领域，具体而言，涉及一种齿轮箱箱体铸件制作工艺。

背景技术

[0002] 随着铁路运输高速化的发展，世界各国都投入了大量的人力物力进行高速列车轻量化的研究。近年来，为达到减轻车辆自重的目的，国外已成功地将高速机车车轴齿轮箱和电机齿轮箱箱体采用高强度铸铝合金来代替传统的铸铁合金，这一变革势必对齿轮箱箱体的技术要求和制造工艺提出更高的要求，其中电机齿轮箱箱体形状复杂，热节遍布于多处，铸件的外观质量，内在质量及尺寸精度要求高，具有大型高速齿轮箱箱体的典型特点。

[0003] 但是现有技术中，在进行大型高速齿轮箱箱体的铸造过程中，由于铸造方法选择不当，浇注参数不合理，容易产生一些铸造缺陷，如缩孔、缩松、铸件表层的氧化膜以及高的针孔度等，因此需要研究出一种合适的铸造工艺来解决上述缺陷，生产出高质量的高速齿轮箱箱铸件产品。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种齿轮箱箱体铸件制作工艺，旨在解决提高齿轮箱箱体铸件质量的技术问题。

[0005] 本发明是这样实现的：

[0006] 一种齿轮箱箱体铸件制作工艺，包括：

[0007] 步骤S1，砂芯制作，采用耐火泥覆膜砂结合砂芯盒模具制作齿轮箱箱体的砂芯，烘烤待用；

[0008] 步骤S2，浇注液制作，采用的铸造合金材料为ZAlSi7MgA；

[0009] 步骤S3，铸模处理，所述铸模处理是将铸造外模进行预热，所述预热温度控制在250～280℃范围内；将所述步骤S1制得的砂芯装配于所述铸模内腔形成浇铸模型；

[0010] 步骤S4，合箱浇注，将所述步骤S2中制得的浇注液浇入到步骤S3中制得的浇铸模型中，控制浇注温度为710～730℃，浇注速度为0.6～0.8m/s；

[0011] 步骤S5，开箱铸件清理，包括切割、粗磨和精磨。

[0012] 进一步，所述ZAlSi7MgA的成分及质量配比为：Si：6.5～7.5％、Mg：0.25～0.45％、Ti：0.08～0.2％，其余为Al；熔炼温度为730～750℃。

[0013] 进一步，所述步骤S2中浇注液制作还包括变质处理；

[0014] 所述变质处理是在铸造合金材料熔炼后加入稀土Re-Al变质剂在温度为730～750℃的条件，并通过注入氩气进行均匀搅拌，实施变质处理。

[0015] 进一步，所述步骤S1的砂芯制作中包括如下步骤：

[0016] 步骤S11,制作热芯盒；

[0017] 步骤S12,在所述热芯盒内壁相应部位上钻孔，并且在钻孔中镶嵌耐高温磁铁；

[0018] 步骤S13,在射芯机上安装所述热芯盒，并且通过加热机构对所述热芯盒进行加热；

[0019] 步骤S14,在所述耐高温磁铁部位安放冷铁，所述冷铁随所述热芯盒的加热而升温；

[0020] 步骤S15,射入覆膜砂并高温烘烤；其中烘烤时间为3min，烘烤温度控制在220～250℃范围内；

[0021] 步骤S16,砂芯成型，打开所述热芯盒取出所述砂芯。

[0022] 进一步，所述步骤S1的砂芯制作中还包括将所述步骤S16中取出的砂芯进行涂料浸润，并将涂料浸润后的砂芯进行烘烤处理；其中烘烤时间为60min，烘烤温度控制在150～170℃范围内。

[0023] 进一步，所述涂料浸润采用的涂料为金属型永久性HP系列涂料。

[0024] 进一步，所述步骤S3的铸模处理中还包括在所述砂芯装配前对铸模内腔的涂料喷涂处理。

[0025] 进一步，所述浇铸模型顶部设置有1个浇口和2个冒口。

[0026] 进一步，所述步骤S4的合箱浇注中将所述浇铸模型设置在翻转装置上，利用手动或电动或液压装置驱动水平设置的所述翻转装置，使其旋转90°，所述翻转装置以及所述浇铸模型会竖立起来，竖立翻转后，所述浇口和所述冒口垂直向上，在所述浇口上设置浇口盆。

[0027] 进一步，所述步骤S5中的切割包括切割齿轮箱箱体铸件的冒口和齿轮箱箱体铸件的边缘多余的棱角，且在切割过程中，切割片距离齿轮箱箱体铸件1～2mm处；

[0028] 所述粗磨包括处理齿轮箱箱体铸件四周的芯头披缝和冒口边缘；以及

[0029] 精磨采用小磨光机对齿轮箱箱体铸件的芯头披缝处进行精磨，同时对齿轮箱箱体铸件表面和内腔的粘砂、结疤，飞边、毛刺进行处理。

[0030] 本发明的有益效果是：本发明的齿轮箱箱体铸件制作工艺，通过合理设计的工艺参数，使铸件组织致密，减少铸件针孔的产生。

[0031] 进一步的，通过对砂芯的涂料浸润处理，以及对铸模内腔的涂料喷涂处理，提高了浇注液浇注过程中的流动性，增强了保温性，以及使得脱模过程中脱模方便。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0033] 图1是本发明提供的齿轮箱箱体铸件制作工艺的结构示意图；

[0034] 图2是本发明提供的齿轮箱箱体铸件制作工艺的热芯盒的结构示意图。

[0035] 图标：1-射砂口；2-热芯盒垂直内壁；3-冷铁；4-耐高温磁铁；5-热芯盒右模；6-热芯盒左模。

具体实施方式

[0036] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0037] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0039] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0040] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0041] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0042] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0043] 实施例1：

[0044] 如图1所示，本实施例提供了一种齿轮箱箱体铸件制作工艺，包括：

[0045] 步骤S1，砂芯制作，采用耐火泥覆膜砂结合砂芯盒模具制作齿轮箱箱体的砂芯，烘烤待用。

[0046] 步骤S2，浇注液制作，采用的铸造合金材料为ZAlSi7MgA。

[0047] 步骤S3，铸模处理，铸模处理是将铸造外模进行预热，预热温度控制在250～280℃范围内；将步骤S1制得的砂芯装配于铸模内腔形成浇铸模型。

[0048] 步骤S4，合箱浇注，将步骤S2中制得的浇注液浇入到步骤S3中制得的浇铸模型中，控制浇注温度为710～730℃，浇注速度为0.6～0.8m/s。

[0049] 步骤S5，开箱铸件清理，包括切割、粗磨和精磨。

[0050] ZAlSi7MgA的成分及质量配比为：Si：6.5～7.5％、Mg：0.25～0.45％、Ti：0.08～0.2％，其余为Al；熔炼温度为730～750℃；

[0051] 步骤S2中浇注液制作还包括变质处理；变质处理是在铸造合金材料熔炼后加入稀土Re-Al变质剂在温度为730～750℃的条件，并通过注入氩气进行均匀搅拌，实施变质处理。

[0052] 步骤S1的砂芯制作，包括如下步骤：

[0053] 步骤S11,制作热芯盒；

[0054] 步骤S12,在热芯盒内壁相应部位上钻孔，并且在钻孔中镶嵌耐高温磁铁4；

[0055] 步骤S13,在射芯机上安装热芯盒，并且通过加热机构对热芯盒进行加热；

[0056] 步骤S14,在耐高温磁铁4部位安放冷铁3，冷铁3随热芯盒的加热而升温；

[0057] 步骤S15,射入覆膜砂并高温烘烤；其中烘烤时间为3min，烘烤温度控制在220～250℃范围内；

[0058] 步骤S16,砂芯成型，打开热芯盒取出砂芯。

[0059] 参考图2，热芯盒由热芯盒右模5和热芯盒左模6构成，覆膜砂从射砂口1喷入，热芯盒垂直内壁2上钻孔并镶嵌耐高温磁铁4。

[0060] 通过在芯盒内壁嵌入耐高温磁铁4(该种磁铁在摄氏400℃的环境中仍保持原来的磁性)，在芯盒打开时将冷铁3预先吸附在芯盒内壁上，射砂硬化后冷铁3包覆在芯子表面，在后续工序中冷铁3能够增加铸件局部冷却速度，进而提高产品质量。耐高温磁铁4的大小和数量随所要吸附冷铁3的大小而改变，以保证有足够的吸附力及在较大气压下冷铁3不位移，对于动力转向器内壁所用冷铁3，耐高温磁铁4一般选用φ10*20mm和φ14*20mm两种。

[0061] 步骤S1的砂芯制作中还包括将步骤S16中取出的砂芯进行涂料浸润，并将涂料浸润后的砂芯进行烘烤处理；其中烘烤时间为60min，烘烤温度控制在150～170℃范围内。

[0062] 涂料浸润采用的涂料为金属型永久性HP系列涂料。对砂芯的涂料浸润处理能提高浇注过程中浇注液的流动性，从而提高铸件表面的质量，防止铸件表面产生披缝。

[0063] 步骤S3的铸模处理中还包括在砂芯装配前对铸模内腔的涂料喷涂处理。铸模内腔的涂料喷涂处理的设计提高了浇注过程中浇注液的流动性

[0064] 浇铸模型顶部设置有1个浇口和2个冒口。为了降低铸件气孔的产生，以及避免杂物进入以提高铸件的质量，在浇口处设置有过滤网块。

[0065] 步骤S4的合箱浇注中将浇铸模型设置在翻转装置上，利用手动或电动或液压装置驱动水平设置的翻转装置，使其旋转90°，翻转装置以及浇铸模型会竖立起来，竖立翻转后，浇口和冒口垂直向上，在浇口上设置浇口盆。

[0066] 通过利用翻转装置进行浇铸模型翻转，然后在竖立状况下进行浇注，可使浇注静压头提高约150mm，解决产品顶端部位易出现缩孔缩松缺陷，同时不需要大的补缩冒口，产品工艺出品率提高10～15％，提高产品成品率6～8％，显著降低了产品生产成本在提高质量的基础上实现垂直向下浇注，实现横型竖浇工艺，通过利用本方法，能够降低后工序加工时产品因气泡气孔等引起的报废率，同时提高铸型强度和稳定性、一致性，解决因铸型紧实度低造成铸型退让产品易出现缩松疏松缺陷的问题易于实现顺序凝固，有利于铸件浇注凝固过程中自上而先的补缩，显著提高了产品的内在质量，实现了齿轮箱箱体铸件生产机械化操作，提高了生产效率。

[0067] 步骤S5中的切割包括切割齿轮箱箱体铸件的冒口和齿轮箱箱体铸件的边缘多余的棱角，且在切割过程中，切割片距离齿轮箱箱体铸件1～2mm处。

[0068] 粗磨包括处理齿轮箱箱体铸件四周的芯头披缝和冒口边缘；以及精磨采用小磨光机对齿轮箱箱体铸件的芯头披缝处进行精磨，同时对齿轮箱箱体铸件表面和内腔的粘砂、结疤，飞边、毛刺进行处理。

[0069] 以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
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铝铸造合金-专利编号CN109642276A	2020-05-11	669
铸造合金-专利编号CN109154039A	2020-05-11	236
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